【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火灾救援，特别涉及一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法。
技术介绍
1、在火灾发生时，楼梯被堵塞无法使用的情况下，如何安全、高效地利用电梯进行疏散的问题，通常情况下，电梯在火灾发生时会停止运行以防止火灾蔓延或者保护电梯内的乘客，但在某些情况下，如果电梯能够安全运行，并且通过数字化监测分析确定电梯周围环境可以保证安全疏散，那么使用电梯进行疏散将会更加高效，能够减少人员伤亡和火灾造成的损失。因此，需要设计一种方法对火灾状态下的电梯环境进行实时监测与分析，以提高火灾疏散的效率和安全性。
技术实现思路
1、为了解决以上问题，本专利技术提供了一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法，包括如下步骤：
4、步骤1：对建筑物环境进行细分，分析建筑物内各单元空间节点数据与整体空间全场数据的对应关系，实现电梯乘运环境的网格化和数字化；
5、步骤2：基于网格化的电梯乘运环境建立实时多源数据耦合与智能火灾监测系统，实时监测电梯疏散过程中的环境并管理其周围安全信息；
6、步骤3：对各区域布置多源数据采集分析卡和传感器，获取获取节点参数数据；
7、步骤4：火灾监测系统对采集到的环境数据进行预处理，并提取与火灾状态相关的特征；
8、步骤5：基于特征提取的结果，建立火灾状
9、步骤6：火灾状态被判定，分析火势蔓延对电梯乘运环境的影响，评估电梯的可用性；
10、步骤7：根据电梯疏散可用性结果，调整不同火灾场景下电梯运行模式，给出电梯相应运行模式切换的指令，电梯按照收到的模式指令运行，执行疏散工作；
11、上述节点参数数据包括各单元空间区域的烟雾、温度、一氧化碳火灾参数节点数据。
12、进一步的：所述步骤2包括：
13、环境参数包括：建筑物内环境的烟雾密度、建筑物内环境的温度、建筑物内环境一氧化碳含量；
14、电梯自身参数包括：电梯运行方向、电梯运行速度、电梯所在楼层、电梯倾斜度。
15、进一步的：所述步骤4包括：
16、烟雾密度数据预处理与特征提取：
17、针对烟雾传感器采集的数据进行去噪处理，并进行数据清洗，剔除异常值；
18、使用波形分析方法提取烟雾密度数据的频域特征，从而得到频率成分的信息，公式如下：
19、
20、其中，x(t)是烟雾密度随时间的函数，x(f)是烟雾密度的频谱；
21、温度数据预处理与特征提取：
22、对温度传感器采集的数据进行去除孤立点、填补缺失值处理；
23、通过差分运算提取温度数据的变化率特征，即温度的突变情况，公式如下：
24、
25、其中，t(t)是时间t时刻的温度值；
26、一氧化碳成分数据预处理与特征提取：
27、对气体传感器采集的一氧化碳浓度数据进行异常值检测和修正，以及数据的归一化处理；
28、使用方差法提取一氧化碳浓度数据的统计特征，公式如下：
29、
30、其中，xi是一氧化碳浓度数据，是均值，n是样本数量。
31、进一步的：所述步骤5包括：
32、将特征数据输入到gmm模型中，并利用em算法估计模型参数：
33、假设有k个高斯分布组成混合模型，每个高斯分布表示一个可能的火灾状态，设定初始的均值μk、协方差和权重πk；
34、计算每个样本属于每个高斯分布的概率γ(znk)，其中znk表示第n个样本属于第k个高斯分布的概率：
35、
36、其中，是多元高斯分布密度函数，表示样本xn在第k个高斯分布下的概率密度；
37、根据计算得到的概率γ(znk)，更新模型参数μk、和πk；
38、利用训练好的gmm模型，对新的特征数据进行预测，通过计算样本在每个高斯分布下的概率，选择概率最大的高斯分布对应的火灾状态作为最终判定结果。
39、进一步的：步骤7包括：
40、烟雾密度(ρ)分析：对电梯周围的烟雾密度进行空间分布；
41、
42、其中，(xi,yi,zi)是烟雾传感器位置，δ是diracδ函数，vvoxel是体积单位；
43、温度(t)分析：检测电梯周围温度的变化趋势；
44、
45、其中，t(t)是时间t时刻的温度值；
46、一氧化碳气体(co)分析：对一氧化碳气体浓度进行时空分布分析；
47、
48、其中，(xi,yi,zi)是气体传感器位置，δ是diracδ函数，vvoxel是体积单位；
49、如果烟雾密度超过安全阈值，则调整电梯为火灾运行模式；
50、如果温度升超过安全阈值，则调整电梯为火灾运行模式；
51、如果一氧化碳气体浓度超过安全阈值，则调整电梯为火灾运行模式。
52、本专利技术与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
53、本专利技术通过部署环境监测传感器并结合数字化分析方法，可以实现对火灾状态下的电梯周围环境的实时监测和分析，及时发现火灾风险，利用数字化分析方法对环境数据进行处理和特征提取，能够准确地反映火灾状态下的环境变化情况，提高了判断火灾状态的准确性，本专利技术结合火灾状态判定和环境分析结果，对电梯的可用性进行评估，能够有效地保障乘客的安全，在火灾发生时提供更加安全的疏散方案。
54、综上所述，本专利技术在火灾状态下的电梯乘运环境监测和分析方面具有实时性、准确性、智能化、安全性、高效性和全面性等多个优点，有助于提高火灾应对的水平，保障人员生命财产安全。
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1.一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求1所述的一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法，其特征在于，所述步骤4包括：
4.根据权利要求1所述的一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法，其特征在于，所述步骤5包括：
5.根据权利要求1所述的一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法，其特征在于，步骤7包括：
【技术特征摘要】
1.一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及数字化分析方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求1所述的一种建筑物内火灾状态下电梯乘运环境监测及...
【专利技术属性】
技术研发人员：恩旺，吕欢欢，辛硕，王鹏，王海峰，
申请(专利权)人：北京建筑机械化研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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